SSLソリューション導入時の主な考慮事項
はじめに
人間は社会的な動物であるため、秘密を守ることを苦手としています。私たちは情報を共有することで生き延び、繁栄してきました。しかし、非公開にしておく必要がある情報もあります。そのため、スパルタ軍がギリシャ諸国との戦争で軍事情報を保護するために転置式暗号を使用していた時代から、暗号技術はさまざまな形で存在してきました。
しかし、機密データを守る技術は、かつては政府の情報機関が担う領域でしたが、インターネットの普及により、プライバシーは誰にとっても重要な問題となりました。データ侵害が相次ぐなか、個人や企業のデータをオンラインでどう保護するかは、世界中の企業にとって最重要課題となっています。
SSLの普及と現在のセキュリティ情勢
わずか10年前まで、かつてSecure Sockets Layer（SSL）と呼ばれ、現在はTransport Layer Security（TLS）と呼ばれている暗号化プロトコルを主に利用していたのは、大手金融機関や政府機関でした。現在では、SSLはあらゆる場所で利用されています。アナリストは、北米のオンライン通信全体に占める暗号化トラフィックの割合が、2015年のわずか29%から、2016年には約64%へ急増すると予測しています。1 (https://www.f5.com/resources/white-papers/key-considerations-in-deploying-an-ssl-solution#footnote01)組織は、メールやソーシャルメディアからストリーミング動画に至るまで、トラフィックの大半を暗号化しようと対応を急いでいます。この進展によりWebトラフィックのセキュリティは強化されますが、その一方で代償も伴います。SSLトラフィックの増加により、組織には、強固なセキュリティに伴うワークロードの増大にネットワークインフラストラクチャが対応できるよう、効率的なSSLソリューションを導入する負担が生じています。
組織にとってSSLが提供するセキュリティレベルは魅力的ですが、SSLを常時あらゆる場所で使用するセキュリティプロトコルとして導入するには課題があります。同時に、攻撃者が暗号化トラフィックを可視化できないセキュリティデバイスからマルウェアを隠す手段としてSSLを利用し始めたことで、SSLは脆弱性をもたらす経路にもなっています。分散型サービス拒否（DDoS）攻撃は、SSLサーバートラフィックの処理に伴う比較的大きな計算コストを悪用するため、特に深刻です。さらに、Heartbleedインシデントのような実装上の問題が、セキュリティ侵害につながる可能性もあります。
SSLを適切に導入することは、経験豊富な管理者にとっても容易ではありません。しかし、複数のサイトにSSLを導入する際の最新の選択肢や動向を把握することで、変化を先取りし、事後対応ではなくプロアクティブな戦略を選択できます。
SSL戦略の採用における基本的な考慮事項
データ保護とプライバシー
SSLの主な目的は、アプリケーション間で転送中のデータを保護することです。SSLで保護すると、Webブラウザなどのクライアントとサーバー間の通信は非公開となり、双方の身元を認証できます。しかし、Edward Snowden氏による米国国家安全保障局（NSA）の機密情報流出事件で明らかになったように、秘密鍵で暗号化されたすべてのトラフィックは、将来復号される可能性があります。すべてのWeb通信を保護するだけでは十分ではありません。
Perfect Forward Secrecyを実装する
SSLには、Perfect Forward Secrecy（PFS）保護と呼ばれる受動的監視への対策があります。これは、SSL接続の両端間で使用する鍵確立プロトコルに追加の交換処理を加えるものです。ユーザーが開始するセッションごとに一意のセッション鍵を生成することで、攻撃者が1つの鍵を復元するだけで、過去に記録された何百万もの通信を復号することをPFSは確実に防ぎます。
PFSの導入は一見簡単で、Application Delivery Controller（ADC）などのSSL終端デバイスで有効にするだけです。しかし、侵入防御システム（IPS）や侵入検知システム（IDS）などのパッシブ型セキュリティデバイスを使用している組織では、問題が生じます。これらのデバイスでは多くの場合、永続的な秘密鍵を設定する必要がありますが、PFSではこの鍵を使用しないためです。そのため、組織はIPS/IDSを無効にするか、PFSを無効にするかの選択を迫られます。どちらを選んでも、組織全体のセキュリティ態勢が損なわれます。
別の方法もあります。すべてのSSLトラフィックの処理をWebアプリケーションファイアウォールやADCなどのリバースプロキシにオフロードすることで、IDS/IPSが本来の役割を果たせるようにします。リバースプロキシで暗号処理を行った後、復号したトラフィックを検査および無害化のためにIDS/IPSへ渡すことができます。
実施できる対策： データの完全性を保護するためにPFSを有効にします。さらに、SSLトラフィックをオフロードし、ネットワークセキュリティデバイスの処理を最適化するために、リバースプロキシの導入をご検討ください。
HTTP Strict Transport Securityを使用する
HTTP Strict Transport Security（HSTS）の有効化は、アプリケーションのセキュリティ態勢を強化するうえで、最も簡単かつ効果的な方法の1つです。HSTSは、HTTPSトラフィックにヘッダーを挿入することで、Cookieハイジャック、中間者攻撃、ダウングレード攻撃など、一般的な複数の攻撃経路に対する保護レイヤーを提供します。現在、主要なブラウザーはすべてHSTSをサポートしているため、HSTSを使用することで、すべてのトラフィックを暗号化された状態に保つことができます。
対策： サブドメインでHSTSを有効にし、すべてのドメインの全ページにHSTSヘッダーが付与されるようにしてください。また、それらのサブドメインがSSLを使用できることを確認してください。SSLソリューションで、システム全体のHSTSパラメーターを迅速かつ簡単に設定できることも再確認してください。HSTSヘッダーの有効期間は6か月以上に設定してください。
可視性と制御
アプリケーションを管理し、そのセキュリティを確保するには、既知の脅威を検査できるよう、トラフィックを可視化するか、Webアプリケーションファイアウォール（WAF）、IPS/IDS、次世代ファイアウォール（NGFW）などのセキュリティデバイスにトラフィックの可視性を提供する必要があります。しかし、SSLはその性質上、通信データをセキュリティソリューションからも隠します。そこで、セキュリティを維持しながら悪意のあるトラフィックを効果的に可視化するために、いくつかのアプローチが用いられています。
SSLオフロードと変換の活用
SSLトラフィックの暗号化と復号には、追加の処理能力が必要です。SSLの利用拡大に伴い、遅延やパフォーマンスの低下によって、ネットワークやユーザーエクスペリエンスに影響が及ぶ可能性があります。また、現在使用されている一部のセキュリティデバイスでは、処理負荷の高いプロトコルに対応していない場合があります。ADCはTCP、HTTP、SSLのフルプロキシとして機能し、クライアント（ブラウザ）との接続とサーバーとの接続を個別に確立することで、この処理負荷を軽減できます。SSLプロキシの変換機能により、サイトはアプリケーションサーバーの機能に依存せずにSSL機能を提供できます。
実施できる対策： スケーラブルなソリューションを導入します。SSL終端処理をADCにオフロードすることで、パフォーマンス、鍵の保護、可視性を損なうことなく、一貫したSSLポリシーを容易に適用できます。また、バックエンドの転送方式にかかわらず、ADCがWebサーバーとのインターフェースをADC対応の任意のプロトコルに変換できるため、柔軟性が向上します。これにより、外部公開環境の堅牢なセキュリティ態勢を維持しながら、バックエンドのビジネスクリティカルなレガシーデバイスやアプリケーションを変更せずに運用し続けることができます。
さらに、制御ポイントを一元化することで、新たに発見される脆弱性から保護するためのサイト更新プロセスを効率化できます。最後に、ハイブリッドアーキテクチャでは、インフラストラクチャにかかる処理負荷を軽減し、仮想環境への導入効果を最大限に引き出すため、SSL処理を仮想マシン（VM）からハードウェアデバイスにオフロードできるソリューションを選択してください。
SSLインターセプトでマルウェアを無力化
セキュリティアナリストは、2017年までに新たなマルウェアの100%がSSLを使用し、マルウェアの特定と無力化を目的とするセキュリティデバイスからその痕跡を隠すようになると予測しています。企業は、スピアフィッシングやマルウェア活動などの高度で持続的な脅威（APT）を軽減するため、外向きのWebトラフィックを監視し、無害化する必要があります。
管理者によるこうした脅威の検出を支援するため、新たなセキュリティデバイスが次々と開発されています。多くの管理者は、いわゆる多層防御戦略を導入し、相互に補完できるようセキュリティデバイスを連鎖的に配置しています。しかし、SSL処理は、これらのデバイスの効率性、セキュリティ、パフォーマンスを低下させます。こうした新しいテクノロジーの多くは、暗号化トラフィックを可視化できないか、暗号化トラフィックを検査するとパフォーマンスが大幅に低下します。たとえば、次世代ファイアウォールでは、SSLを有効にするとパフォーマンスが最大80%低下する場合があります。マルウェアやスピアフィッシングの作成者はこの点を認識しており、マルウェアと外部との間のすべての通信を暗号化する動きを急速に進めています。
対策： 暗号化された脅威に対抗する方法の1つは、可視化チェーンの両端にADCを配置するSSLエアギャップソリューションを導入することです。ユーザーに最も近いADCが送信トラフィックを復号し、復号した通信をセキュリティデバイスに送ります。これにより、セキュリティデバイスは通信内容を確認してポリシーと制御を適用し、マルウェアを検出して無力化できます。チェーンのもう一方の端では、別のADCがデータセンターから送出されるトラフィックを再暗号化します。このソリューションを導入することで、セキュリティデバイスをインラインに維持する柔軟性を確保しながら、本来の機能を発揮できるようになります。
もう1点：ゼロデイエクスプロイトやその他の悪意ある攻撃からネットワークを保護するためにFireEyeやCisco Sourcefireなどの可視化スキャナーを使用する場合は、効率を最大限に高められるよう、SSLソリューションがこれらのセキュリティ製品と緊密に連携することを確認してください。
ブルートフォースDDoS攻撃を緩和
SSLの導入は複雑であり、多くのネットワークデバイスでは暗号化トラフィックの可視性を確保することが困難です。そのため、SSLはDDoS攻撃の格好の標的となります。攻撃者はこの事実を熟知しています。正規のSSLトラフィックの総量が急増するにつれ、セキュリティデバイスが悪意のあるDDoSトラフィックを識別することはますます困難になります。
対策： 包括的なSSLソリューションを使用して、不審なDDoSトラフィックを効率的に特定し、Webサイトの可用性への影響を防ぐことで、SSL再ネゴシエーション攻撃やSSLフラッドなどのDDoS攻撃を緩和します。また、SSLベースのDDoS攻撃による影響の緩和に役立つクラウドベースのDDoSサービスもご検討ください。
今すぐセキュリティを確認
では、SSLセキュリティ態勢が十分かどうかを確認するには、どうすればよいのでしょうか？ Qualys SSL Labs では、非常に有用な ツール を提供しています。このツールを使用すれば、攻撃を受ける前に、サイトの証明書と設定をテストできます。また、ブラウザのSSL実装を評価し、急速に変化するSSLの課題に対して、他のサイトや競合他社がどの程度対応できているかを確認することもできます。
暗号方式のアジリティ
1990年代にSSLプロトコルが登場して以来、鍵交換には主にRSA暗号方式が採用されてきました。時代とともに総当たり攻撃が現実的になるにつれ、RSA鍵を長くする必要が生じました。現在ではRSA鍵が非常に長くなり、鍵交換は計算負荷の極めて高い処理となっています。
厳格なプライバシー管理を維持しながら計算負荷を軽減するため、新しい暗号プロトコルが普及しつつあります。たとえば、楕円曲線暗号（ECC）は、従来のアルゴリズムと同等のセキュリティレベルを、より少ない処理量で実現します。そのため、モバイルデバイスのバッテリー消費も抑えられます。こうした暗号方式には期待が寄せられる一方、これらの新しいプロトコルに対応するために数百台ものサーバーを再構成しなければならないことを、組織が懸念するのも当然です。
対策：アルゴリズムは時間の経過とともに切り替えが必要になることも珍しくありません。そのため、SSLソリューションが暗号アジリティを備えていることを確認してください。暗号アジリティとは、同じWebアプリケーション内でも、SSLデバイスがECC、RSA2048、DSAなど複数の暗号プロトコルを同時に提供できる能力です。また、暗号方式が多様化する中、SSLソリューションには、最新の暗号方式への対応を継続してきた実績が不可欠です。
鍵管理
SSL鍵は、組織にとって最も重要な資産の1つです。攻撃者がSSL秘密鍵を入手すると、標的のアプリケーションになりすまし、極めて巧妙なフィッシングポータルを構築する可能性があります。しかし、このような極めて重要な鍵を保護する方法はいくつかあります。
高価値の鍵を安全に保護
ハードウェアセキュリティモジュール（HSM）は、厳格なFIPS 140-2暗号設計ガイドラインに準拠し、暗号鍵を保護・管理する独立したソフトウェアおよびハードウェアのセキュリティデバイスです。鍵がHSMの外部に転送されることはないため、HeartbleedバグのようなSSL脆弱性を心配する必要はありません。
対策：SSLキーを保護する最も安全な方法は、HSMを使用することです。一部のADCに搭載されているような内蔵HSMを購入するなど、いくつかの選択肢があります。組織によっては、HSMデバイスを一元的なキーストアとして使用し（たとえば、データセンターごとに1組）、キー管理を集約しています。こうしたネットワークHSMには、キーの復号を必要とするサービスが内部ネットワーク経由でアクセスできるため、多数のSSL終端ポイントで同じネットワークHSMを使用できます。ただし、SSLソリューションがネットワークHSMとシームレスに連携できることを必ず確認してください。
組織では、SSLキーのセキュリティを確保するために、エンタープライズキーおよび証明書管理（EKCM）のベストプラクティスを実践しています。パスフレーズを暗号化した形式でネットワークファイルシステムに保存できる、ハードウェアで保護された暗号化キーストレージシステムの使用をご検討ください。
SSL証明書を効率的に管理
効果的なEKCMのベストプラクティスは、企業内のすべての証明書、その保管場所、管理責任者を網羅したインベントリの作成を基盤とします。SSL対応の各Webサイトには固有の証明書があり、それぞれ有効期限が異なります。どの週でも1つ以上の証明書が期限切れとなる可能性があり、その場合、関連するWebサイトやアプリケーションが利用できなくなります。これらすべての証明書の管理には多大な労力を要することがありますが、重要なサイトの高可用性を確保するうえで不可欠です。また、SSL証明書については、鍵長（2,048ビット以上）、デジタル署名（SHA2以上）、および社内PKIやパブリックルートCAで発行されていない不正な証明書についても監査する必要があります。さらに、PCI DSSへの準拠には、文書化された証明書および鍵の管理プロセスが必要です。
実施できる対策：中規模から大規模の組織では、鍵と証明書が多くの場所に分散しているため、ほとんどの管理者が外部の証明書管理システムを選んでいます。特に、VenafiとSymantecという2つの外部ソリューションで成果を上げている組織が多数あります。どのソリューションを選択する場合でも、管理を自動化して運用負荷を軽減できるオープンAPIを備えていることが重要です。
包括的なコンプライアンス
多くの場合、コンプライアンスこそがSSL導入の最大の推進要因です。PCI DSS仕様に準拠するアプリケーションは、PCI 3.0への準拠を維持するため、今後2年間でSSLv3とTLSv1の使用を中止する必要があります。PCI DSSを新規導入する場合は、すでにSSL 3.0とTLS 1.0を無効にしておく必要があります。
実施できる対策：まず、ネットワークファイアウォールがICSA Labs認定を取得していることを確認します。また、SSL変換サービスを利用すれば、個々のサーバーにポリシーを適用することなく、インターネット向けSSLポリシーへの準拠を維持できます。SSLソリューションが、今後登場するTLS 1.3に対応できることも確認してください。さらに、アプリケーションごとに対応するのではなく、ADCにオフロードしたネットワークサービスを通じてコンプライアンス対応を一元化することで、運用効率を実質的に向上できます。
まとめ
好むと好まざるとにかかわらず、オンラインの世界には危険が伴います。攻撃を企てる者から企業の機密情報を守ることは、あらゆる規模の企業にとって最優先課題となっています。プライバシー侵害がますます一般化する中、多くの組織がオンラインデータの完全性を保護する手段としてSSLを採用しています。しかし、包括的なSSL戦略の導入には、可視性、パフォーマンス、拡張性に関する固有の課題が伴います。
適切な計画と導入に基づく強固なSSL戦略により、侵害のリスクを軽減できます。戦略を導入すれば、将来にわたるセキュリティ、拡張性、信頼性を確保できる体制が整い、本来注力すべきビジネスの推進に集中できます。
1 Sandvine、Global Internet Phenomena Spotlight: Internet Traffic Encryption、2015年。
2016年5月26日公開